Е.В. Плотников – к.х.н., доцент, Исследовательская Школа химических и биомедицинских технологий,

Томский политехнический университет

А.В. Шпаков – к.б.н., зав. отделом экспериментальной физиологии, 

Научно-исследовательский центр космической медицины, 

ФГБУ ГНЦ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России (Москва)

Т.В. Сухоставцева – мл. науч. сотрудник, отдел экспериментальной физиологии, 

Научно-исследовательский центр космической медицины, 

ФГБУ ГНЦ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России (Москва)

Ю.И. Герасимова – студент, факультет клинической психологии, 

Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова

А.В. Мостовой – науч. сотрудник, Национальный исследовательский 

Московский государственный строительный университет

А.А. Артамонов – Ph.D. в области космической физики и космической медицины, вед. инженер, 

Научно-исследовательский центр космической медицины 

ФГБУ ГНЦ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России (Москва)

Постановка проблемы. В связи с развитием методов виртуальной реальности возникла необходимость в изучении индивидуальных особенностей позной устойчивости при погружении человека в моделируемую виртуальную среду. Была предпринята попытка разработки системы комплексной оценки функционального состояния опорно-двигательного аппарата человека применительно к позной устойчивости в условиях моделирования различных экстремальных внешних воздействий с использованием средств виртуальной реальности.

Цель работы – изучить характеристики позной устойчивости человека в различных возрастных группах на фоне моделирования условий виртуальной реальности; с использованием стабилометрического метода оценить стратегию формирования когнитивных карт пространства и выраженность иллюзии векции с применением систем виртуальной реальности; также на основе полученных данных предложить рекомендации по проведению стабилометрических исследований с использованием методов в условиях моделируемой виртуальной реальности.

Результаты. Выявлено двукратное уменьшение среднего значения коэффициента Ромберга (по отношению к средним показателям, полученным до 2010 г.) как для мужчин, так и для женщин в возрасте от 13 до 60 лет. Обнаружено, что более половины испытуемых без нарушения зрения имеет коэффициент Ромберга меньше 100%. При этом данные испытуемые не имели жалобы на зрение (характерные для случая, когда коэффициент Ромберга < 100%).

Позная устойчивость человека в различных возрастных группах на фоне моделирования условий виртуальной реальности снижается в значительной степени уже на 8-20-й секунде от начала тестирования. При положении стоя, в условиях моделируемой виртуальной реальности, повышается риск неблагоприятных ощущений и потери позной устойчивости. В результате опроса и стабилометрических показателей выяснилось, что нарушение устойчивости возникали до появления иллюзии движения собственного тела. Было показано, что при проведении физиологических исследований с использованием виртуальной реальности, в положении стоя, возможно возникновение позной неустойчивости, связанной с векцией и развитием процессов, сопряженных с ортостатической неустойчивостью.

Практическая значимость. Представлена рекомендация, что перед проведением исследований, связанных с использованием виртуальной среды, необходимо провести: офтальмологическую оценку зрения; стабилометрическое измерение коэффициента Ромберга и группировать испытуемых по группам с учетом коэффициента Ромберга (группа с коэффициентом Ромберга <100% и группа с коэффициентом Ромберга >100%). При проведении исследований с моделированием виртуальной реальности в положении стоя необходимо учитывать возможность возникновения эффектов, связанных с позной и ортостатической неустойчивостью, векцией.

1. Грибанов А.В., Шерстенникова А.К. Физиологические механизмы регуляции постурального баланса человека (обзор) // Вестник Северного (арктического) федерального университета. Сер. Медико-биологические науки. 2013. № 4. С. 20–29.
2. Nashner L.M. Analysis of Stance Posture in Humans. Motor Coordination. Towe A.L., Luschei E.S. (eds). Springer. Boston. MA. 1981. Р. 527–565.
3. Tolmachev I., Brazovsky K., Schadenko S., Korzhenkova E. Sensory dissociation in vestibular function assessment. IV Russian Forum for Young Scientists with International Participation “Space Engineering”. MATEC Web of Conferences. 2016. V. 48.
4. Рябина К.Е., Исаев А.П. Биомеханика поддержания вертикальной позы (обзор моделей поддержания равновесия) // Вестник ЮУрГУ. Сер. Образование, здравоохранение, физическая культура. 2015. Т. 15. № 4. С. 93–98.
5. Sayenko D.G., Artamonov A.A., Kozlovskaya I.B. Characteristics of postural corrective responses before and after long-term spaceflights. Human Physiology. 2011. V. 37. № 5. Р. 594–601.
6. Stewart A., Marfell-Jones M., Olds T., de Ridder H. International standards for anthropometric assessment. International Society for the Advancement of Kinanthropometry. 2011. Lower Hutt; New Zealand.
7. Menshikova G.Y., Natura E.S. The impact of body orientation on the cognitive map acquisition. International Journal of Psychophysiology. 2018. V. 131. Р. S89–S90. 
8. Menshikova G., Natura E. The effect of body orientation on the acquisition of cognitive mapping. Perception. 2019. V. 48.  № S1. P. 140.
9. Меньшикова Г.Я., Ковалёв А.И. Векция в виртуальных средах: психологические и психофизиологические механизмы формирования // Национальный психологический журнал. 2015. № 4 (20). С. 91–104.
10. Меньшикова Г.Я., Ковалев А.И. Роль нистагменных движений глаз в формировании иллюзии движения собственного тела // Вестник Московского университета. Сер. 14. Психология. 2018. № 4. С. 135–148.
11. Ковалёв А.И., Климова О.А. Диагностика вестибулярной дисфункции с помощью технологии виртуальной реальности и регистрации движений глаз // Психическое здоровье и образование. 2018. № 1. С. 158–159.
12. Dobie T., McBride D., Dobie T. Jr., May J. The effects of age and sex on susceptibility to motion sickness. Aviat. Space Environ. Med. 2001. № 72(1). Р. 13–20.
13. Stanney K.M., Hale K.S., Nahmens I., Kennedy R.S. What to expect from immersive virtual environment exposure: influences of gender, body mass index, and past experience. Hum. Factors. 2003. № 45(3). Р. 504–520.
14. Скворцов Д.В. Стабилометическое исследование. М.: Маска. 2010. 176 с.
15. Villard S.J., Flanagan M.B., Albanese G.M., Stoffregen T.A. Postural instability and motion sickness in a virtual moving room. Hum. Factors. 2008. № 50(2). Р. 332–345. 
16. Орлов Д.О., Сухоставцева Т.В., Шпаков А.В., Пучкова А.А., Ставровская Д.М., Седелкова В.А., Артамонов А.А. Влияние антиортостатической гипокинезии на параметры вертикальной позы: ортостатические и стабилометрические исследования // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020. Т. 169. № 1. С. 13–16.